🧬 Biomolècules
Temari / Mòdul 3
3

Aigua i sals minerals

Les biomolècules inorgàniques

En acabar sabràs

  • Explicar per què l’aigua és una molècula polar
  • Relacionar els ponts d’hidrogen amb les propietats de l’aigua
  • Associar cada propietat de l’aigua amb una funció biològica
  • Classificar les sals minerals i les seves funcions
  • Entendre què és el pH i què fa una dissolució amortidora

L’aigua: una molècula polar

L’aigua (H2O) és la biomolècula més abundant: al voltant del 60–70 % de la massa d’una persona. Tot el que fa d’especial ve de la seva forma:

OHHOHHOHHOHHδ−δ+δ+pont d’hidrogen(atracció febleentre molècules)L’O atrau més elselectrons: quedaparcialment negatiu.
Els dos H formen un angle de 104,5° amb l’O. Cada molècula pot fer fins a 4 ponts d’hidrogen amb les veïnes.
  1. L’oxigen és més electronegatiu: atrau cap a ell els electrons compartits.
  2. Resultat: l’O queda amb càrrega parcial negativa (δ−) i els H amb càrrega parcial positiva (δ+). Diem que és un dipol.
  3. La part δ+ d’una molècula atrau la part δ− d’una altra: és el pont d’hidrogen.
Idea clau
Gairebé totes les propietats de l’aigua s’expliquen amb una sola frase: és polar i forma ponts d’hidrogen.

Propietats i funcions de l’aigua

Aquesta és la taula clau del mòdul. Aprèn-la per parelles: propietat → funció.

PropietatPer quèFunció biològica
Gran poder dissolventÉs polar: envolta els ions i les molècules polars.Dissolvent i transport de substàncies (sang, saba). Medi on passen les reaccions.
Calor específica elevadaCal molta energia per trencar ponts d’H i escalfar-la.Termoreguladora: amorteix els canvis de temperatura del cos i dels oceans.
Calor de vaporització elevadaPer evaporar-se ha de trencar tots els ponts d’H.Refrigerant: la suor ens refreda en evaporar-se.
Cohesió i adhesióLes molècules s’atrauen entre elles i amb altres superfícies.Capil·laritat: l’aigua puja pels vasos de les plantes. Tensió superficial.
Densitat màxima a 4 °CEn glaçar, els ponts d’H formen una xarxa oberta: el gel és menys dens.El gel sura i aïlla: la vida continua sota els llacs glaçats.
IncompressibleLes molècules estan molt juntes.Estructural i amortidora: turgència de les plantes, líquid de les articulacions.
Es pot ionitzarH2O ⇌ H+ + OH−Participa en reaccions (hidròlisi) i determina el pH.
Truc
Si a l’examen et pregunten «per què la suor ens refreda?» o «per què el gel sura?», la resposta sempre passa pels ponts d’hidrogen.

Les sals minerals

Les sals minerals es troben de tres maneres als éssers vius:

FormaExemplesFunció
Precipitades (sòlides)Fosfat de calci als ossos i dents; carbonat de calci a closques i petxines.Estructural: sosteniment i protecció.
Dissoltes (ions)Na+, K+, Ca2+, Cl−, HCO3−…Regular l’osmosi (mòdul 4), mantenir el pH, impuls nerviós (Na+/K+), contracció muscular (Ca2+).
Associades a molèculesFe a l’hemoglobina; Mg a la clorofil·la; I a la tiroxina.Funcions específiques de la molècula.

pH i dissolucions amortidores

El pH mesura l’acidesa: va de 0 a 14. pH 7 és neutre, < 7 àcid i > 7 bàsic. La sang ha d’estar entre 7,35 i 7,45: un petit canvi és perillós perquè les proteïnes deixen de funcionar.

Les dissolucions amortidores (o tampó) són parelles de sals i àcids que eviten els canvis bruscs de pH: capten H+ si n’hi ha massa i en deixen anar si en falten.

  • Tampó bicarbonat (H2CO3 / HCO3−): a la sang.
  • Tampó fosfat (H2PO4− / HPO42−): dins de les cèl·lules.
Idea clau
Un tampó no fa que el pH sigui 7: fa que el pH es mantingui al valor adequat encara que entrin àcids o bases.

Errors típics

Malament
L’aigua és un bon dissolvent perquè és apolar.
Bé
L’aigua és un bon dissolvent perquè és polar.

Dissol bé substàncies polars i iòniques. Les apolars (oli) no s’hi dissolen.

Malament
El gel sura perquè té aire a dins.
Bé
El gel sura perquè els ponts d’H el fan una xarxa oberta i menys densa.

És l’única substància habitual en què el sòlid és menys dens que el líquid.

Malament
Un tampó posa el pH a 7.
Bé
Un tampó manté el pH estable al seu valor.

La sang és lleugerament bàsica (≈ 7,4) i el tampó la manté aquí.

Prova-ho

Respon primer al quadern i després comprova-ho.

Prova-ho

Per què els climes costaners tenen temperatures més suaus que els d’interior?

Comprova la resposta
  1. Busca la propietat de l’aigua relacionada amb la temperatura.
  2. L’aigua té calor específica elevada: s’escalfa i es refreda lentament.
  3. El mar absorbeix calor a l’estiu i la desprèn a l’hivern.

Per la calor específica elevada de l’aigua (efecte termoregulador del mar).

Prova-ho

Indica la forma i la funció del calci en: (a) un os, (b) un múscul que es contrau.

Comprova la resposta
  1. A l’os, el calci forma part del fosfat de calci sòlid.
  2. Al múscul, actua com a ió Ca2+ dissolt.

(a) Precipitada, funció estructural. (b) Dissolta (Ca2+), contracció muscular.

Ara practica
5 exercicis amb solució pas a pas, del repte al bàsic.
Anar als exercicis